Σε τι χρησιμεύει η υψικάμινος; Σχεδιασμός υψικαμίνου, αρχή λειτουργίας και συσκευή. Υψικάμινος: δομή και αρχή λειτουργίας Τι λαμβάνεται σε μια υψικάμινο

Η υψικάμινος μετά από πολυάριθμους μετασχηματισμούς και εκσυγχρονισμούς στο σύγχρονη σκηνήείναι ένα σχέδιο για την παραγωγή χυτοσιδήρου ως κύριο συστατικό στη βιομηχανία χάλυβα.

Συσκευή υψικάμινοςεπιτρέπει τη συνεχή τήξη μέχρι εξετάζω και διορθώνω επιμελώς, η οποία πραγματοποιείται μία φορά κάθε 3-12 χρόνια. Η διακοπή της διαδικασίας οδηγεί στο σχηματισμό συνεχούς μάζας λόγω πυροσυσσωμάτωσης των συστατικών (sintering). Για να το αφαιρέσετε, απαιτείται μερική αποσυναρμολόγηση της μονάδας.

Ο όγκος εργασίας μιας σύγχρονης υψικάμινου φτάνει τα 5500 m3 σε ύψος 40 μ. Είναι σε θέση να παράγει περίπου 6000 τόνους χυτοσιδήρου ανά τήγμα. Και ο ειδικός εξοπλισμός που εξυπηρετεί τα συστήματα που βρίσκονται γύρω του καταλαμβάνει αρκετές δεκάδες εκτάρια γης.

Η υψικάμινος χρησιμοποιείται για την παραγωγή χυτοσιδήρου, ο οποίος στη συνέχεια τήκεται για την παραγωγή διαφόρων ποιοτήτων χυτοσιδήρου ή αποστέλλεται για ανάκτηση για την παραγωγή δομικών χάλυβων.

Η δομή μιας υψικάμινου μοιάζει με ορυχείο. Η διάμετρός του είναι τρεις φορές μικρότερη από το ύψος του. Η εγκατάσταση της πολυώροφης κατασκευής πραγματοποιείται στις θεμέλιο από σκυρόδεμαΠάχος 4 μ. Η ανάγκη για ένα τόσο ογκώδες θεμέλιο προκύπτει λόγω της μάζας της υψικάμινου, η οποία ξεπερνά τους 30.000 τόνους.

Επί πλάκα θεμελίωσηςστερεώνονται κολώνες και ένας συμπαγής (μονολιθικός) κύλινδρος, οι οποίοι είναι κατασκευασμένοι από ανθεκτικό στη θερμότητα σκυρόδεμα. Ο εσωτερικός χώρος της κατασκευής είναι επενδεδυμένος με πυρίμαχα υλικά και το πάνω μέρος με πυρίμαχο. Στην περιοχή των ώμων, όπου η θερμοκρασία φτάνει τους 2000°C, χρησιμοποιούνται υλικά γραφίτη και κάτω από το λουτρό από χυτοσίδηρο υπάρχει επένδυση αλουμίνας. Ένας φούρνος φούρνου είναι επίσης τοποθετημένος στο θεμέλιο.

Το κάτω μέρος της υψικάμινου, όπου η θερμοκρασία είναι μέγιστη, είναι εξοπλισμένο με υδρόψυκτα ψυγεία Για να συγκρατεί τη συναρμολογημένη πυρίμαχη δομή, με εξω αποΟ υψικάμινος περικλείεται σε μεταλλικό περίβλημα πάχους 40 mm.

Η διαδικασία αναγωγής του σιδήρου λαμβάνει χώρα από μετάλλευμα σε περιβάλλον ροής ασβεστόλιθου σε υψηλή θερμοκρασία. Το σημείο τήξης επιτυγχάνεται με την καύση κοκ. Για να διατηρηθεί η καύση, χρειάζεται αέρας, επομένως η υψικάμινος έχει 4 - 36 σωλήνες ή τάφους.

Ο μεγάλος εσωτερικός όγκος απαιτεί μεγάλους όγκους αέρα, οι οποίοι τροφοδοτούνται από ανεμιστήρες τουρμπίνας. Για να μην μειωθεί η θερμοκρασία, ο αέρας θερμαίνεται πριν την παροχή.

Σχηματικά, μια υψικάμινος μοιάζει με αυτό.

Σύνθεση σχεδιασμού παραγωγής χύτευσης:

1. φορτίο (μετάλλευμα και ασβεστόλιθος)·
2. άνθρακας οπτανθρακοποίησης?
3. ανελκυστήρας φόρτωσης?
4. ένα λάκκο πυρκαγιάς που εμποδίζει τα αέρια να εισέλθουν στην υψικάμινο στην ατμόσφαιρα.
5. στρώμα φορτωμένου οπτάνθρακα.
6. στρώμα φόρτισης?
7. φυσητήρες αέρα?
8. απορριπτόμενη σκωρία?
9. χυτοσίδηρος;
10. δοχείο για τη λήψη σκωρίας?
11. λαβή κουτάλα για τήξη?
12. εγκατάσταση τύπου Cyclone που καθαρίζει το αέριο υψικαμίνου από τη σκόνη.
13. Cowpers, αναγεννητές αερίου?
14. σωλήνας εξάτμισης καπνού?
15. παροχή αέρα σε cowpers?
16. σκόνη άνθρακα?
17. κλίβανος πυροσυσσωμάτωσης οπτάνθρακα?
18. δεξαμενή αποθήκευσης οπτάνθρακα?
19. αφαίρεση αερίου υψικάμινου υψηλής θερμοκρασίας.

Η υψικάμινος εξυπηρετείται από βοηθητικά συστήματα.

Ο καπναγωγός είναι το κλείστρο της υψικάμινου. Η περιβαλλοντική κατάσταση γύρω από την παραγωγή εξαρτάται από τη σωστή λειτουργία της.

1. χοάνη λήψης.
2. μικρή κωνική χοάνη, περιστρεφόμενη.
3. μικρός κώνος?
4. διακωνικός χώρος?
5. μεγάλος κώνος?
6. παραλείπω.

Η αρχή λειτουργίας του πυροσβεστικού λάκκου έχει ως εξής:

• Ο μεγάλος κώνος κατεβαίνει και ο μικρός σηκώνεται. Τα παράθυρα στην περιστρεφόμενη χοάνη είναι φραγμένα.
• Η παράβλεψη φορτώνει τη χρέωση.
• Γυρνώντας, η χοάνη ανοίγει τα παράθυρα και το φορτίο πέφτει σε ένα μικρό κώνο 3. Στη συνέχεια επιστρέφει στη θέση του.
• Ο κώνος ανεβαίνει, εμποδίζοντας έτσι τη διαφυγή των αερίων της υψικαμίνου.
• Ο κώνος χαμηλώνεται για να μεταφερθεί το φορτίο στον ενδοκωνικό χώρο και στη συνέχεια ανυψώνεται στην αρχική του θέση.
• Ο κώνος χαμηλώνεται και μαζί του το φορτίο φορτώνεται στον άξονα της υψικαμίνου.

Αυτή η τροφοδοσία με δόση εξασφαλίζει την κατανομή των υλικών ανά στρώση.

Το Skip είναι μια σέσουλα που χρησιμοποιείται για τη φόρτωση. Εκτελείται με τη χρήση τεχνολογίας μεταφορέων. Οι φυσητήρες αέρα - τάφους και στρόβιλοι παρέχουν αέρα στον υψικάμινο σε πίεση 2-2,5 MPa.

Τα Cowper χρησιμεύουν για τη θέρμανση του παρεχόμενου αέρα. Στους αναγεννητές, θερμαίνεται από αέρια υψικαμίνου, μειώνοντας έτσι το ενεργειακό φορτίο στη μονάδα. Ο αέρας θερμαίνεται στους 1200°C και τροφοδοτείται στον άξονα. Όταν η θερμοκρασία πέσει στους 850°C, η παροχή διακόπτεται και ο κύκλος θέρμανσης συνεχίζεται. Για την αδιάλειπτη παροχή ζεστού αέρα, εγκαθίστανται αρκετοί αναγεννητές.

Αρχή λειτουργίας υψικάμινου

Για την παραγωγή χυτοσιδήρου απαιτούνται τα ακόλουθα συστατικά: φόρτιση (μετάλλευμα, ροή, κοκ), υψηλή θερμοκρασία, σταθερή παροχή αέρα για εξασφάλιση συνεχούς καύσης.

Θερμοχημικές αντιδράσεις

Αναγωγή του σιδήρου από τα οξείδια με μια σταδιακή χημική αντίδραση:

3Fe2O 3 +CO→2Fe 3 O 4 +CO 2,

Fe 3 O 4 +CO→3FeO+CO 2,

FeO+CO→Fe+CO2.

Γενικός τύπος:

Fe 2 O 3 + 3CO → 2Fe + 3CO 2.

Η λήψη της απαιτούμενης ποσότητας διοξειδίου του άνθρακα και μονοξειδίου του άνθρακα διασφαλίζει την καύση του κωκ:

C + O 2 → CO 2,

CO 2 + C → 2СО.

Η ροή ασβεστόλιθου χρησιμοποιείται για τον διαχωρισμό του σιδήρου από τις ακαθαρσίες. Χημικές αντιδράσεις που σχηματίζουν σκωρία:

CaCO 3 → CaO + CO 2,

CaO + SiO 2 → CaSiO 3.

Η αρχή λειτουργίας μιας υψικάμινου είναι η εξής. Μετά τη φόρτωση, η υψικάμινος αρχίζει να αναφλέγεται με αέριο. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, το cowper συνδέεται και αρχίζει η φύσημα αέρα. Οπτάνθρακας, το καύσιμο για την υψικάμινο, αρχίζει να καίγεται πιο έντονα και η θερμοκρασία στο ορυχείο αυξάνεται σημαντικά. Όταν η ροή αποσυντίθεται, σχηματίζεται μεγάλη ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα. Το μονοξείδιο του άνθρακα δρα ως αναγωγικός παράγοντας στις χημικές αντιδράσεις.

Μετά την καύση του οπτάνθρακα και την αποσύνθεση της ροής, η στήλη φόρτισης χαμηλώνεται και ένα άλλο τμήμα προστίθεται από πάνω. Από κάτω, στο ευρύτερο τμήμα του άξονα, πραγματοποιείται πλήρης μείωση του σιδήρου σε θερμοκρασίες 1850°C - 2000°C. Στη συνέχεια ρέει στο σφυρηλάτηση. Εδώ συμβαίνει ο εμπλουτισμός του σιδήρου με άνθρακα.

Η θερμοκρασία στην υψικάμινο αυξάνεται καθώς μειώνεται το φορτίο. Η διαδικασία αναγωγής λαμβάνει χώρα στους 280 °C και η τήξη γίνεται μετά τους 1500 °C.

Το τήγμα χύνεται σε δύο στάδια. Στο πρώτο στάδιο, η σκωρία αποστραγγίζεται μέσω τάφους. Στο δεύτερο στάδιο, ο χυτοσίδηρος αποστραγγίζεται μέσα από μαντέμι. Πάνω από το 80% του παραγόμενου χυτοσιδήρου πηγαίνει στην παραγωγή χάλυβα. Ο υπόλοιπος χυτοσίδηρος χυτεύεται σε καλούπια σε κενά.

Η υψικάμινος λειτουργεί συνεχώς. Από τη φόρτωση της φόρτισης έως την απόκτηση του κράματος, περνούν 3-20 ημέρες - όλα εξαρτώνται από τον όγκο του κλιβάνου.

Συντήρηση και επισκευή υψικαμίνου

Κάθε εξοπλισμός που λειτουργεί 24/7 απαιτεί συνεχή συντήρηση. Στο τεχνικό διαβατήριο του εξοπλισμού περιλαμβάνονται κανονισμοί. Η μη συμμόρφωση με το πρόγραμμα συντήρησης θα έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση της διάρκειας ζωής.

Λειτουργεί συντήρησηΟι υψικάμινοι χωρίζονται σε περιοδικές και μεγάλες επισκευές. Η περιοδική εργασία εκτελείται χωρίς διακοπή της διαδικασίας εργασίας.

Οι μεγάλες επισκευές χωρίζονται σε τρεις κατηγορίες με βάση τον όγκο των εργασιών που εκτελούνται. Κατά την πρώτη εκφόρτιση, όλος ο εξοπλισμός επιθεωρείται και τα τήγματα αφαιρούνται από τον άξονα. Κατά τη δεύτερη εκφόρτιση, η επένδυση επισκευάζεται και αντικαθίστανται τα στοιχεία εξοπλισμού που έχουν υποστεί βλάβη. Στην τρίτη θέση παράγεται πλήρης αντικατάστασημονάδα. Συνήθως, τέτοιες επισκευές συνδυάζονται με εκσυγχρονισμό ή ανακατασκευή της υψικαμίνου.

Τήξη σιδήρου Βιομηχανική σκάλααδύνατο χωρίς μεγάλους, πολύπλοκους και ισχυρούς φούρνους. Η υψικάμινος είναι μια κατακόρυφη δομή άξονα στην οποία το σιδηρομετάλλευμα τήκεται σε χρήσιμο μέταλλο. Ο σχεδιασμός μιας υψικάμινου συνεπάγεται συνεχή λειτουργία της κατασκευής για 3-12 χρόνια, μέχρι τις μεγάλες επισκευές.

Εικόνα 1. Υψικάμινος

Συσκευή υψικάμινου

Ένας σύγχρονος φούρνος είναι μια τεράστια κατασκευή βάρους έως 35.000 τόνων και ύψους έως 40 μ. Για να είναι δυνατή η μακροχρόνια τήξη χωρίς διακοπές λειτουργίας, ο κλίβανος πρέπει να είναι ανθεκτικός και αξιόπιστος. Το εξωτερικό της συσκευής καλύπτεται με χαλύβδινο περίβλημα - η βάση είναι επενδεδυμένη με παχιά φύλλα (έως 4 cm).

Στο εσωτερικό υπάρχει πυρίμαχη επένδυση. Χρειάζεται συνεχή ψύξη, επομένως από κάτω τοποθετούνται μεταλλικά δοχεία στα οποία κυκλοφορεί το νερό. Δεδομένου ότι απαιτείται πολύ υγρό, μερικές φορές χρησιμοποιείται ψύξη με εξάτμιση. Η ουσία της μεθόδου είναι η εξάτμιση του βραστό νερό, το οποίο απορροφά ενεργά θερμική ενέργεια.

Εικόνα 2. Δομή υψικάμινου

Ένας κλίβανος είναι μια δομή που αποτελείται από πολλά στοιχεία. Παρουσιάζονται τα κυριότερα:

• Kolosnik();
• στον ατμό?
• δικος μου;
• βουνό;
• ώμους.

Koloshnik

Αυτό είναι το ανώτερο στοιχείο, το οποίο χρησιμεύει για τη φόρτωση πρώτων υλών (φόρτιση) και την απομάκρυνση των καυσαερίων. Το κύριο μέρος της κορυφής είναι η μονάδα πλήρωσης. Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι συσκευές για την πλήρωση της φόρτισης είναι διπλού κώνου. Και οι δύο κώνοι καλύπτονται ανάμεσα στα γεμίσματα. Μετά την προμήθεια της πρώτης ύλης, το μικρότερο στοιχείο χαμηλώνεται και το σιδηρομετάλλευμα πέφτει στο μεγαλύτερο. Μόλις μαζευτεί η απαιτούμενη μερίδα, ο μικρός κώνος κλείνει και το μετάλλευμα από το μεγάλο μπαίνει στον κλίβανο. Μετά από αυτό, η μεγάλη συσκευή σφραγίζεται επίσης.

Οι πιο προηγμένες υψικάμινοι έχουν βελτιωμένη κορυφαία σχεδίαση. Το ρόλο ενός μεγάλου κώνου παίζει ένας περιστρεφόμενος αγωγός με ρυθμιζόμενη γωνία κλίσης. Χάρη σε αυτό, είναι δυνατό να γεμίσετε τις πρώτες ύλες από οποιαδήποτε πλευρά.

Ο καπναγωγός χρησιμεύει επίσης ως έξοδος αερίου. Η διαδικασία τήξης παράγει μια τεράστια ποσότητα αερίου. Μαζί με αυτό αφαιρείται και η σκόνη που περιέχει σίδηρο, η οποία δεσμεύεται από καθαριστές αερίου.

Εικόνα 3. Σχέδιο παραγωγής υψικαμίνων

Δικος μου

Ο άξονας καταλαμβάνει το μεγαλύτερο μέρος του χώρου του κλιβάνου. Η δομή, που επεκτείνεται προς τα κάτω, είναι ένας κόλουρος κώνος. Χάρη σε αυτό, η φόρτιση τροφοδοτείται ομοιόμορφα. Η υψικάμινος είναι κατακόρυφη κατασκευή και αρκετά ψηλή. Αυτό είναι απαραίτητο για να εξασφαλιστεί η χημική και θερμική επεξεργασία των πρώτων υλών με θερμαινόμενα αέρια.

Raspar

Το στοιχείο σε σχήμα κυλίνδρου βρίσκεται στο μεσαίο τμήμα της ζώνης τομέα εργασίας. Το Raspar χαρακτηρίζεται από τη μεγαλύτερη διάμετρο. Σκοπός του σχεδιασμού είναι η αύξηση του χώρου του κλιβάνου και η εξάλειψη των περιττών πρώτων υλών. Εδώ σχηματίζονται τα απόβλητα πετρώματα.

Ώμοι

Μια κοντή εκδοχή του raspar σε σχήμα κώνου - το κολοβωμένο εξάρτημα βλέπει το φαρδύ τμήμα προς τα πάνω. Με τη βοήθεια των ώμων μειώνεται ο όγκος του λιωμένου φορτίου στην παραγωγή χυτοσιδήρου.

Κέρατο

Το κύριο μέρος στο οποίο πραγματοποιείται η τήξη μετάλλων. Εδώ καίγεται οπτάνθρακας και σχηματίζεται αέριο, συσσωρεύονται σκωρίες και χυτοσίδηρος και υγρό μέταλλο απελευθερώνεται τακτικά από τη δομή. Το σφυρηλάτηση αποτελείται από μια ζώνη tuyere και έναν μεταλλικό δέκτη. Μέσω των tuyeres, μέσω ενός θερμαντήρα αέρα και ενός δακτυλιοειδούς αγωγού αέρα, εισέρχεται ζεστός αέρας στον κλίβανο. Είναι απαραίτητο για την καύση καυσίμου. Το κάτω μέρος του μεταλλικού δέκτη ονομάζεται φλάντζα.

Στο κάτω μέρος της εστίας υπάρχουν τάφους από σκωρία και χυτοσίδηρο - τρύπες από τις οποίες περνά το λιωμένο μέταλλο. Μετά την απελευθέρωση του χυτοσιδήρου, η οπή κλείνει χρησιμοποιώντας έναν μηχανισμό εμβόλου με πυρίμαχη μάζα.

Οι τρύπες της σκωρίας βρίσκονται 1,5-2 m πάνω από τις μαντεμένιες τάφους. Κλείνονται χρησιμοποιώντας ατσάλινα τιρμπουσόν με άκρες. Η σκωρία διαχωρίζεται από το χυτοσίδηρο χρησιμοποιώντας μια μονάδα που βρίσκεται στον αγωγό του κλιβάνου. Και τα δύο εξαρτήματα τροφοδοτούνται σε ειδικές κουτάλες.

Όλη αυτή η γιγάντια δομή έχει μια τεράστια μάζα. Αυτό το βάρος πρέπει να μεταφερθεί ομοιόμορφα στο έδαφος. Ως εκ τούτου, η υψικάμινος εγκαθίσταται σε μια τεράστια βάση από σκυρόδεμα, το πάχος της βάσης της οποίας μπορεί να φτάσει τα 4 μ. Η βάση χρησιμεύει ως στήριγμα για τις κολώνες, οι οποίες, με τη σειρά τους, υποστηρίζουν τις μεταλλικές κατασκευές. Το άνω μέρος θεμελίωσης είναι κατασκευασμένο από ανθεκτικό στη θερμότητα σκυρόδεμα σε μορφή μονολιθικού κυλίνδρου.

Η πίεση μιας τεράστιας μάζας στο έδαφος αντισταθμίζεται από την κατασκευή ενός ισχυρού θεμελίου

Ο πίνακας δείχνει τη σχέση μεταξύ των μεγεθών ορισμένων σύγχρονων σόμπων.

Πρόσθετα στοιχεία κλιβάνου

Η λειτουργία του φούρνου απαιτεί τη λειτουργία βοηθητικών συσκευών. Ανάμεσα τους:

• θερμαντήρες αέρα? μεγάλα στοιχεία τύπου πύργουπου βρίσκεται δίπλα στη σόμπα. Το αέριο της υψικαμίνου εισέρχεται σε αυτά, το οποίο στη συνέχεια καίγεται. Λόγω αυτού, σχηματίζεται ακόμη πιο ζεστό αέριο, θερμαίνοντας τον αέρα μέσω ενός πολύπλοκου συστήματος. το τελευταίο - θερμαίνεται σε θερμοκρασία τουλάχιστον 1000 μοίρες - χρησιμοποιείται για την τήξη χυτοσιδήρου.
• φυσητήρες? συμπιεσμένος αέραςαπαραίτητο για την καύση καυσίμου. ο αέρας εισέρχεται στον κλίβανο χάρη σε συσκευές που δημιουργούν πίεση περίπου 25 MPa.
• συσκευές ανύψωσης και πλήρωσης της φόρτισης.
• καθαριστές αερίου για τον καθαρισμό αερίων υψικαμίνου.
• άλλες βοηθητικές συσκευές - για παράδειγμα, γερανοί εναέριας κυκλοφορίας με τους οποίους είναι εξοπλισμένα τα ναυπηγεία χυτηρίου.

Εικόνα 4. Παράδειγμα σύγχρονης υψικάμινου

Οι σύγχρονοι φούρνοι είναι εξοπλισμένοι με συστήματα αυτοματισμού. Η μηχανογράφηση καθιστά δυνατό τον έλεγχο και τη ρύθμιση των βασικών παραμέτρων που σχετίζονται με τη λειτουργία της υψικαμίνου. Το επίπεδο πλήρωσης της πρώτης ύλης, η πίεση αερίου, η θερμοκρασία έκρηξης κ.λπ. είναι υπό έλεγχο.

Οι σύγχρονες υψικάμινοι αφήνονται στον αυτοματισμό. Ο υπολογιστής ελέγχει τις κύριες διαδικασίες παραγωγής

Με ποια αρχή λειτουργεί μια υψικάμινος;

Η αρχή λειτουργίας μιας υψικάμινου βασίζεται σε πολύπλοκες φυσικές και χημικές διεργασίες. Διακρίνονται οι ακόλουθες λειτουργίες:

• καύση καυσίμου?
• ανάκτηση σιδήρου?
• αποσύνθεση του ασβεστόλιθου σε οξείδιο του ασβεστίου και ανθρακικό ανυδρίτη.
• κορεσμός σιδήρου με άνθρακα.
• τήξη μετάλλων?
• τήξη σκωρίας κ.λπ.

Εικόνα 5. Παραγωγή σιδήρου από χημική άποψη

Με τη γενικότερη έννοια, η τήξη υψικαμίνων είναι η παραγωγή χυτοσιδήρου από πρώτες ύλες σιδηρομεταλλεύματος. Τα κύρια υλικά με τα οποία μπορεί να λιώσει ο χυτοσίδηρος είναι:

• καύσιμο - οπτάνθρακα;
• Το σιδηρομετάλλευμα είναι η πρώτη ύλη από την οποία τήκεται ο χυτοσίδηρος.
• flux – ειδικά πρόσθετα από άμμο, ασβεστόλιθο και κάποια άλλα υλικά.

Το φορτίο εισέρχεται στον κλίβανο με τη μορφή μικρών συντηγμένων τεμαχίων - σφαιριδίων ή συσσωματωμάτων. Η ουσία του μεταλλεύματος μπορεί να είναι μετάλλευμα μαγγανίου ή διάφορες παραλλαγές σιδηρομεταλλεύματος. Οι πρώτες ύλες χύνονται στον κλίβανο σε στρώσεις, εναλλάξ με στρώματα ροής και οπτάνθρακα.

Ο σκοπός της ροής είναι ο διαχωρισμός του χυτοσιδήρου από τις ακαθαρσίες και τα απόβλητα πετρώματα (σκωρία)

Η σκωρία επιπλέει στην επιφάνεια του θερμού χυτοσιδήρου. Οι ακαθαρσίες αποστραγγίζονται πριν υγρό μέταλλοθα σκληρύνει.

Η παροχή πρώτων υλών, όπως και η λειτουργία του κλιβάνου, πρέπει να είναι συνεχής. Η συνέπεια της διαδικασίας εξασφαλίζεται από ειδικούς μεταφορείς. Μπαίνοντας στο σφυρηλάτηση μέσω των περιγραφόμενων στοιχείων, το φορτίο περνά μέσα από μια σειρά τεχνολογικές διαδικασίες.

Εικόνα 6. Διάγραμμα υψικαμίνου

Η καύση του κωκ δίνει την απαιτούμενη θερμοκρασία, η οποία δεν πρέπει να πέσει κάτω από τους 2000 βαθμούς. Η καύση προάγει τον συνδυασμό οξυγόνου και άνθρακα. Ταυτόχρονα, σχηματίζεται διοξείδιο του άνθρακα. Υπό την επίδραση της υψηλής θερμοκρασίας, η τελευταία γίνεται μονοξείδιο του άνθρακα. Χάρη σε αυτό, ο σίδηρος αποκαθίσταται.

Η ανάκτηση σιδήρου είναι ένα από τα πιο σημαντικά στάδια παραγωγής. Χωρίς αυτή τη διαδικασία, είναι αδύνατο το μέταλλο να αποκτήσει την απαραίτητη αντοχή.

Ο χυτοσίδηρος γίνεται χυτοσίδηρος αφού ο σίδηρος περάσει μέσα από τηγμένο κοκ. Για να γίνει δυνατό το αποτέλεσμα, ο σίδηρος πρέπει να είναι κορεσμένος με άνθρακα. Οι χυτοσίδηροι περιλαμβάνουν κράματα που περιέχουν 2-5% άνθρακα.

Αφού το έτοιμο μέταλλο έχει συσσωρευτεί στο σφυρηλάτηση, απελευθερώνεται μέσω τάφους. Η σκωρία απελευθερώνεται πρώτα από την επάνω οπή και στη συνέχεια ο χυτοσίδηρος απελευθερώνεται από την κάτω οπή. Το τελευταίο αποστραγγίζεται μέσω καναλιών σε κουβάδες και αποστέλλεται για μεταγενέστερη επεξεργασία.

συμπέρασμα

Η υψικάμινος είναι ένα από τα πιο σημαντικά συστατικά της σιδηρούχου μεταλλουργίας. Στη σύγχρονη πραγματικότητα, οι υψικάμινοι συνήθως «ενσωματώνονται» σε μεταλλουργικές εγκαταστάσεις. Ένας μέσος φούρνος μπορεί να παράγει περίπου 12.000 τόνους χυτοσιδήρου ημερησίως, ενώ καταναλώνει περίπου 20.000 τόνους πρώτης ύλης.

Χρησιμοποιείται στη σιδηρούχα μεταλλουργία για την παραγωγή χυτοσιδήρου. Η διαδικασία της υψικαμίνου πραγματοποιείται σύμφωνα με το ακόλουθο σχήμα: μείωση του οξειδίου του σιδήρου με έκθεση μη εμπλουτισμένου σιδηρομεταλλεύματος σε μονοξείδιο του άνθρακα, ενανθράκωση και αφαίρεση χυτοσιδήρου, τήξη άχρηστων πετρωμάτων και απορριμμάτων άνθρακα, αφαίρεση σκωρίας από τη διαδικασία.

Ο χρήσιμος όγκος του κλιβάνου είναι περίπου 3000 κυβικά μέτρα και το ύψος του είναι περίπου 30 μέτρα. Ένας υψικάμινος αποτελείται από πολλά στοιχεία που έχουν αυξημένη αντοχή, αντοχή στη φωτιά και στεγανότητα.

Η υψικάμινος έχει το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό: συνέχεια της εργασίαςαπό τη στιγμή της κατασκευής και το αρχικό φύσημα (ζέσταμα) μέχρι τη διακοπή λειτουργίας ή τις μεγάλες επισκευές (με επαναλαμβανόμενο φύσημα). Η διαδικασία εκτόξευσης υψικάμινου συνίσταται στη σταδιακή θέρμανση όλων των στοιχείων και μόνο μετά από αυτό μπορεί κανείς να προχωρήσει στην τήξη της πρώτης μικρής μερίδας χυτοσιδήρου. Συνεχείς παραλαβές φορτίο (μείγμα μεταλλεύματος, οπτάνθρακα, ροή)απαιτεί διατήρηση υψηλών θερμοκρασιών · η διαδικασία καύσης συμβαίνει λόγω της παροχής αέρα με υψηλή περιεκτικότητα σε οξυγόνο. Ο αέρας παρέχεται ήδη θερμαινόμενος στους 1500°Cμε αέριο υψικαμίνου, υποπροϊόν της τήξης σιδήρου. Η θερμοκρασία στον ίδιο τον φούρνο φτάνει πάνω από 2000 °C.

Κατασκευή υψικάμινου (τύπου άξονα ή μακράς καύσης)

Η υψικάμινος έχει υψηλό συντελεστή χρήσιμη δράση, έτσι κάποιοι τεχνίτες φτιάχνουν με τα χέρια τους παρόμοιες συσκευές θέρμανσης για να ζεστάνουν διάφορα δωμάτια του σπιτιού. Μια τέτοια μονάδα λειτουργεί πιο παραγωγικά, επειδή το καύσιμο καίγεται για μεγάλο χρονικό διάστημα και σχεδόν πλήρως, λόγω του οποίου μειώνεται η κατανάλωσή του.

Για να δημιουργήσετε μια σόμπα μακρά καύση με τα δικά σου χέριαθα χρειαστείτε ένα σωλήνα ή βαρέλι μεγάλης διαμέτρου, δύο σωλήνες μικρής διαμέτρου, μεταλλικές δοκούς, χαλύβδινα φύλλα, μηχανή συγκόλλησης, κονίαμα, τούβλα και άλλα εργαλεία. Αρχικά, το πάνω μέρος της κάννης κόβεται προσεκτικά και ένα χαλύβδινο φύλλο, ορθογώνιο ή τετράγωνο, συγκολλάται στο κάτω μέρος για σταθερότητα.

Από έναν κύκλο που κόβεται από ένα βαρέλι, κόβεται ένα τμήμα μικρότερης διαμέτρου και συγκολλάται ένας σωλήνας διαμέτρου 10 εκ. Συγκολλούνται κομμάτια μεταλλικού προφίλ από κάτω στον κύκλο, που αργότερα θα γίνει πιέστε το καύσιμο προς τα κάτω καθώς καίγεται.Το καπάκι για το βαρέλι είναι κατασκευασμένο από φύλλο χάλυβα με σχισμή για τον σωλήνα. Είναι επίσης απαραίτητο να συγκολλήσετε την πόρτα για να προσθέσετε καύσιμο και να καθαρίσετε τη σόμπα από υπολείμματα προϊόντων. Μερικές φορές ολόκληρη η δομή τοποθετείται μέσα περίβλημα από τούβλα.Το αρχικό στάδιο της λειτουργίας του κλιβάνου, όπως και το βιομηχανικό αντίστοιχό του, απαιτεί βαθμιαία εμφύσηση.

Διαβάστε επίσης: Φούρνοι σιγαστήρα SNOL

Μια κατασκευή DIY θα ζεσταθεί πολύ κατά τη λειτουργία, επομένως είναι απαραίτητο να δημιουργήσετε μια βάση για αυτήν. Μπορεί να κατασκευαστεί από πλάκα σκυροδέματος ή πλινθοδομή. Για να αφαιρέσετε τα προϊόντα καύσης θα χρειαστείτε μια καμινάδα, η οποία είναι συγκολλημένη στον επάνω σωλήνα. Είναι επιθυμητό ο σωλήνας της καμινάδας να μην έχει στροφές στη δομή του και να είναι όσο το δυνατόν πιο ομαλή. Μπορείτε να μάθετε περισσότερα σχετικά με τη δημιουργία υψικάμινου με τα χέρια σας παρακολουθώντας το βίντεο.

Λειτουργεί μια υψικάμινος φτιάχνω μόνος σου ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙ: καυσόξυλα, κάρβουνο, πατητές μπρικέτες. Το κύριο μυστικό της λειτουργίας μιας τέτοιας σόμπας είναι η περιορισμένη, ελεγχόμενη παροχή αέρα στο καύσιμο. Η απόδοσή του επιτυγχάνεται λόγω της διαδικασίας σιγοκαίματος του καυσίμου και ένα φορτίο μπορεί να διαρκέσει για περισσότερες από 10 ώρες διάρκεια ζωής μπαταρίαςσόμπες.

Ο χυτοσίδηρος τήκεται σε υψικάμινους, που είναι φρεατοειδής φούρνος. Η ουσία της διαδικασίας παραγωγής χυτοσιδήρου σε υψικάμινους είναι η αναγωγή των οξειδίων του σιδήρου που περιλαμβάνονται στο μετάλλευμα με αέρια (CO, H2) και στερεά (C) αναγωγικά μέσα που σχηματίζονται κατά την καύση του καυσίμου στον κλίβανο.

Η διαδικασία τήξης υψικαμίνου είναι συνεχής. Τα υλικά πηγής (συσσωμάτωση, σφαιρίδια, οπτάνθρακας) φορτώνονται στον κλίβανο από πάνω και θερμαινόμενος αέρας και αέριο, υγρό ή κονιοποιημένο καύσιμο τροφοδοτούνται στο κάτω μέρος. Τα αέρια που λαμβάνονται από την καύση του καυσίμου διέρχονται από τη στήλη φόρτισης και της δίνουν τη θερμική τους ενέργεια. Το φθίνον φορτίο θερμαίνεται, μειώνεται και στη συνέχεια τήκεται. Το μεγαλύτερο μέρος του κωκ καίγεται στο κάτω μισό του κλιβάνου, παρέχοντας μια πηγή θερμότητας, και μέρος του οπτάνθρακα δαπανάται για τη μείωση και την ενυδάτωση του σιδήρου.

Η υψικάμινος είναι μια ισχυρή και εξαιρετικά παραγωγική μονάδα που καταναλώνει τεράστια ποσότητα υλικών. Μια σύγχρονη υψικάμινος καταναλώνει περίπου 20.000 τόνους φορτίου την ημέρα και παράγει περίπου 12.000 τόνους χυτοσίδηρου κάθε μέρα.

Για να εξασφαλιστεί η συνεχής παροχή και απελευθέρωση τέτοιων μεγάλων ποσοτήτων υλικών, είναι απαραίτητο ο σχεδιασμός του κλιβάνου να είναι απλός και αξιόπιστος στη λειτουργία για μεγάλο χρονικό διάστημα. Το εξωτερικό της υψικάμινου περικλείεται σε μεταλλικό περίβλημα συγκολλημένο από χαλύβδινα φύλλα πάχους 25–40 mm. ΜΕ μέσαΤο περίβλημα περιέχει πυρίμαχη επένδυση, που ψύχεται στο κάτω μέρος του κλιβάνου χρησιμοποιώντας ειδικά ψυγεία - μεταλλικά κουτιά μέσα στα οποία κυκλοφορεί το νερό. Λόγω του γεγονότος ότι απαιτείται μεγάλη ποσότητα νερού για την ψύξη του κλίβανου, ορισμένοι φούρνοι χρησιμοποιούν ψύξη με εξάτμιση, η ουσία της οποίας είναι ότι παρέχεται πολλές φορές λιγότερο νερό στα ψυγεία από ό,τι με τη συνήθη μέθοδο. Το νερό θερμαίνεται μέχρι να βράσει και εξατμίζεται γρήγορα, απορροφώντας μεγάλη ποσότητα θερμότητας.

Το εσωτερικό περίγραμμα του κατακόρυφου τμήματος μιας υψικάμινου ονομάζεται προφίλ κλιβάνου. Ο χώρος εργασίας του κλιβάνου περιλαμβάνει:

• λάκκο πυρκαγιάς?
• δικος μου;
• ατμός;
• ώμους?
• κέρατο

Koloshnik

Αυτό είναι το πάνω μέρος της υψικάμινου, μέσω του οποίου φορτώνονται υλικά γόμωσης και αφαιρείται η υψικάμινος ή το άνω αέριο. Το κύριο μέρος της συσκευής υψικάμινου είναι η συσκευή πλήρωσης. Οι περισσότεροι υψικάμινοι διαθέτουν συσκευές φόρτισης διπλού κώνου. Στην κανονική θέση, και οι δύο κώνοι είναι κλειστοί και απομονώνουν αξιόπιστα το εσωτερικό του κλιβάνου από την ατμόσφαιρα. Μετά τη φόρτωση του φορτίου στη χοάνη λήψης, ο μικρός κώνος χαμηλώνεται και το φορτίο πέφτει στον μεγάλο κώνο. Ο μικρός κώνος κλείνει. Αφού συγκεντρωθεί η καθορισμένη ποσότητα φορτίου στον μεγάλο κώνο, ο μεγάλος κώνος χαμηλώνεται με τον μικρό κώνο κλειστό και το φορτίο χύνεται στον κλίβανο. Μετά από αυτό, ο μεγάλος κώνος κλείνει. Έτσι, ο χώρος εργασίας της υψικάμινου σφραγίζεται μόνιμα.

Τα υλικά φόρτισης συνήθως τροφοδοτούνται στο λαιμό του κλιβάνου από τη μία πλευρά. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζεται μια κλίση στο χωνί ενός μικρού κώνου. Η μακροχρόνια λειτουργία μιας υψικάμινου με λοξό επίπεδο φόρτισης είναι απαράδεκτη. Για την εξάλειψη αυτού του φαινομένου, η χοάνη λήψης και ο μικρός κώνος περιστρέφονται. Μετά τη φόρτωση της φόρτισης, η χοάνη μαζί με τον κώνο περιστρέφεται κατά γωνία πολλαπλάσιο του 60, λόγω της οποίας, μετά την εκφόρτωση πολλών τροφοδοτήσεων, η ανομοιομορφία εξαλείφεται εντελώς. 0

Οι σύγχρονοι φούρνοι μπορούν να εγκαταστήσουν συσκευές φόρτισης που είναι πιο περίπλοκες στο σχεδιασμό. Αντί για μεγάλο κώνο, τοποθετείται ένας περιστρεφόμενος αγωγός, η γωνία του οποίου μπορεί να ρυθμιστεί. Αυτός ο σχεδιασμός σας επιτρέπει να αλλάξετε τη θέση της παροχής υλικού ανάλογα με τη διάμετρο της κορυφής.

Κατά τη διαδικασία τήξης της υψικαμίνου, σχηματίζεται μεγάλη ποσότητα αερίου, το οποίο αφαιρείται από το πάνω μέρος του κλιβάνου. Αυτός ο τύπος αερίου ονομάζεται αέριο κορυφής. Το αέριο περιέχει εύφλεκτα συστατικά CO και H2 και, ως εκ τούτου, χρησιμοποιείται ως αέριο καύσιμο στη μεταλλουργική παραγωγή. Επιπλέον, περνώντας από τη στήλη φόρτισης, το αέριο συλλαμβάνει μικρά σωματίδια υλικών που περιέχουν σίδηρο, σχηματίζοντας τη λεγόμενη σκόνη καπνού. Η σκόνη συλλέγεται σε ειδικούς καθαριστές αερίου και χρησιμοποιείται ως πρόσθετο στο φορτίο κατά τη συσσωμάτωση ή την παραγωγή pellet.

Δικος μου

Ο άξονας αντιπροσωπεύει το μεγαλύτερο μέρος του συνολικού ύψους και όγκου του κλιβάνου. Το προφίλ του άξονα, που είναι ένας κόλουρος κώνος που εκτείνεται προς τα κάτω, εξασφαλίζει ομοιόμορφο χαμήλωμα και χαλάρωση των υλικών πλήρωσης. Το σημαντικό ύψος του άξονα επιτρέπει τη θερμική και χημική επεξεργασία των υλικών με την αύξηση των θερμών αερίων.

Raspar

Αυτό είναι το μεσαίο κυλινδρικό τμήμα του χώρου εργασίας του κλιβάνου, με τη μεγαλύτερη διάμετρο. Ο ατμός δημιουργεί κάποια επιπλέον αύξηση στον όγκο του κλιβάνου και εξαλείφει πιθανές καθυστερήσεις στα υλικά φόρτισης.

Ώμοι

Αυτό είναι ένα τμήμα του προφίλ του κλιβάνου που βρίσκεται κάτω από τον θάλαμο ατμού και είναι ένας κόλουρος κώνος με την ευρεία βάση του να βλέπει προς τον θάλαμο ατμού. Η ανάστροφη κωνικότητα των ώμων αντιστοιχεί σε μείωση του όγκου των λιωμένων υλικών κατά το σχηματισμό χυτοσιδήρου και σκωρίας.

Κέρατο

Αυτό είναι το κατώτερο κυλινδρικό τμήμα του κλιβάνου όπου εκτελούνται διεργασίες υψικάμινου υψηλής θερμοκρασίας. Στον κλίβανο καίγεται οπτάνθρακας και σχηματίζεται αέριο υψικαμίνου, αλληλεπίδραση μεταξύ υγρών φάσεων, συσσώρευση υγρών προϊόντων τήξης (χυτοσίδηρος και σκωρία) και η περιοδική απελευθέρωσή τους από τον κλίβανο. Το σφυρηλάτηση αποτελείται από ένα άνω ή tuyere τμήμα και έναν κάτω ή μεταλλικό δέκτη. Το κάτω μέρος του μεταλλικού δέκτη ονομάζεται ξεφλουδισμένος.

Στο κάτω μέρος της εστίας υπάρχουν τάφους από χυτοσίδηρο και σκωρία, που είναι τρύπες για την απελευθέρωση χυτοσιδήρου και σκωρίας. Αφού απελευθερωθεί ο χυτοσίδηρος, η οπή της βρύσης κλείνει με μια ειδική πυρίμαχη μάζα χρησιμοποιώντας ένα λεγόμενο πιστόλι, το οποίο είναι ένας κύλινδρος με ένα έμβολο. Πριν ανοίξετε την οπή βρύσης από χυτοσίδηρο, το πιστόλι γεμίζεται με πυρίμαχη μάζα οπής βρύσης. Μετά το τέλος της παραγωγής χυτοσιδήρου, το πιστόλι φέρεται στην οπή βρύσης και με τη βοήθεια ενός μηχανισμού εμβόλου, η μάζα της οπής βρύσης συμπιέζεται έξω από το πιστόλι και γεμίζει το κανάλι της οπής βρύσης. Για το άνοιγμα μιας οπής βρύσης από χυτοσίδηρο, χρησιμοποιείται ένα ειδικό μηχάνημα διάτρησης, το οποίο ανοίγει μια οπή στη μάζα της οπής βρύσης μέσω της οποίας απελευθερώνεται ο χυτοσίδηρος.

Οι τάφους από σκωρία βρίσκονται σε ύψος 1500 - 2000 mm από το επίπεδο της θυρίδας από χυτοσίδηρο και κλείνουν χρησιμοποιώντας ένα πώμα σκωρίας, το οποίο είναι μια χαλύβδινη ράβδος με άκρη. Ο χυτοσίδηρος και η σκωρία που εξέρχονται από την υψικάμινο κατευθύνονται μέσω αγωγών σε χυτοσίδηρο και κουτάλες σκωρίας. Επί του παρόντος, η σκωρία παράγεται κυρίως μαζί με το χυτοσίδηρο και διαχωρίζεται από το χυτοσίδηρο με μια ειδική συσκευή στον αγωγό του κλιβάνου.

Η σκωρία που ρέει από την υψικάμινο μέσω της οπής βρύσης από χυτοσίδηρο διαχωρίζεται από τον χυτοσίδηρο στον αγωγό του κλιβάνου χρησιμοποιώντας μια διαχωριστική πλάκα και ένα πέρασμα, που λειτουργούν ως υδραυλικό σφράγισμα. Ο χυτοσίδηρος υψηλής πυκνότητας περνά στο κενό κάτω από τη διαχωριστική πλάκα, ενώ η ελαφρύτερη σκωρία απορρίπτεται σε έναν πλευρικό αγωγό.

Εάν είναι απαραίτητο να προμηθευτεί χυτοσίδηρος σε άλλες επιχειρήσεις, χύνεται σε πλινθώματα (πλανάκια) βάρους 30–40 kg σε ειδική μηχανή χύτευσης.

Στο πάνω μέρος της εστίας, σε απόσταση 2700 - 3500 mm από τον άξονα της οπής της βρύσης από χυτοσίδηρο κατά μήκος της περιφέρειας της εστίας, τοποθετούνται σε ίσα χρονικά διαστήματα αεραγωγοί, μέσω των οποίων η εκτόξευση θερμαίνεται στους 1100 - 1300 °C. τροφοδοτείται στον κλίβανο, καθώς και φυσικό αέριο και άλλα πρόσθετα καυσίμων (μαζούτ, κονιοποιημένο καύσιμο άνθρακα). Κάθε υψικάμινος εφοδιάζεται με υψικάσμα από τον δικό του φυσητήρα. Η εκρηκτική θέρμανση πραγματοποιείται σε θερμαντήρες αέρα αναγεννητικού τύπου, όταν, υπό την επίδραση της θερμότητας του καμένου αερίου, πρώτα θερμαίνεται το ακροφύσιο του θερμαντήρα αέρα από πυρίμαχα τούβλα και στη συνέχεια διέρχεται αέρας μέσω αυτού, λαμβάνοντας θερμότητα από το ακροφύσιο. Κατά τη διάρκεια της περιόδου θέρμανσης του ακροφυσίου, τροφοδοτείται αέριο και αέρας στον θάλαμο καύσης για την καύση του. Τα προϊόντα καύσης, περνώντας από το ακροφύσιο, το θερμαίνουν και μπαίνουν στην καμινάδα. Κατά τη διάρκεια της περιόδου υψικαμίνου, ο ψυχρός αέρας εισέρχεται στο θερμαινόμενο ακροφύσιο, θερμαίνεται και στη συνέχεια τροφοδοτείται στον υψικάμινο. Μόλις το ακροφύσιο κρυώσει τόσο πολύ που ο αέρας δεν μπορεί να θερμανθεί στην καθορισμένη θερμοκρασία, μεταφέρεται στον επόμενο θερμαντήρα αέρα και ο ψυχόμενος τίθεται σε θέρμανση. Το ακροφύσιο του θερμαντήρα αέρα ψύχεται πιο γρήγορα παρά θερμαίνεται. Επομένως, το μπλοκ αερόθερμα υψικαμίνου αποτελείται από 3-4 συσκευές, εκ των οποίων η μία θερμαίνει τον αέρα και οι υπόλοιπες θερμαίνονται. Το προφίλ μιας υψικαμίνου χαρακτηρίζεται από τις διαμέτρους, τα ύψη και τις γωνίες κλίσης μεμονωμένων στοιχείων. Οι διαστάσεις ορισμένων φούρνων φαίνονται στον Πίνακα 1.

Πίνακας 1 - Διαστάσεις κλιβάνου

Διαστάσεις, mm	Χρήσιμος όγκος κλιβάνου, m3
	2000	3000	5000
Διάμετρος:
σιδηρουργείο	9750	11700	14900
raspara	10900	12900	16300
πυρκαγιάς	7300	8200	11200
Υψος:
γεμάτος	32350	34650	36900
χρήσιμος	29200	32200	32200
σιδηρουργείο	3600	3900	4500
ορυχεία	18200	20100	19500

Οι διαστάσεις κάθε μέρους του κλιβάνου πρέπει να συνδέονται μεταξύ τους και να είναι σε ορισμένες αναλογίες με τα μεγέθη άλλων τμημάτων του κλιβάνου. Το προφίλ του κλιβάνου πρέπει να είναι ορθολογικό, γεγονός που εξασφαλίζει τις πιο σημαντικές συνθήκες για τη διαδικασία της υψικαμίνου:

• ομαλή και σταθερή μείωση των υλικών φόρτισης.
• ευνοϊκή κατανομή της επερχόμενης ροής αερίου.
• ευνοϊκή ανάπτυξη διαδικασιών ανάκτησης και σχηματισμός χυτοσιδήρου και σκωρίας.

Οι κύριες ποσότητες που χαρακτηρίζουν τις διαστάσεις του χώρου εργασίας είναι ο χρησιμοποιήσιμος όγκος του φούρνου και το ωφέλιμο ύψος. Περιλαμβάνουν το ύψος και τον όγκο με υλικά και προϊόντα τήξης. Κατά τον προσδιορισμό αυτών των παραμέτρων, το ανώτερο επίπεδο λαμβάνεται ως το σημάδι της κάτω ακμής του μεγάλου κώνου της συσκευής πλήρωσης στη χαμηλωμένη θέση και το κάτω επίπεδο είναι το επίπεδο του άξονα της οπής βρύσης από χυτοσίδηρο.